Name: creating two-dimensional patterned substrates for protein and cell confinement
Uploaded: 2011-09-06T13:00:00
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Wir möchten die gesamte Maurer Gruppe an der Washington University, deren kollektives Wissen hat dieses Protokoll möglich anzuerkennen. Die Finanzierung dieser Arbeit wird durch das National Institute of Mental Health (1R01MH085495) zur Verfügung gestellt.

1. Vorbereitung der Patterned Master (Abbildung 1) <ol><li> Zentrum der Silizium-Wafer auf dem Spin-Coater und spülen Sie die Wafer mit Aceton in der ersten Stufe des zweistufigen Spin-Programm in Tabelle 1. Das Aceton wird im zweiten Schritt des Spin-Programm hinterlässt eine saubere, trockene Wafer verdampfen. </li><li> Wenden Sie ca. 1 mL AZ9245 Fotolack / in (im Durchmesser) auf den Wafer-und Spin-Mantel mit den in Tabelle 1 beschrieben. </li><li> Soft-backen der Fotolack beschichtete Wafer bei 110 ° C für 2 m...

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	<li>Wilbur, J., Kumar, A., Biebuyck, H., Kim, E., Whitesides, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microcontact+printing+of+self-assembled+monolayers:+Applications+in+microfabrication.">Microcontact printing of self-assembled monolayers: Applications in microfabrication.</a> Nanotechnology. 7, 452-457 (1996).</li><li>Chang, J., Brewer, G., Wheeler, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+modified+microstamping+technique+enhances+polylysine+transfer+and+neuronal+cell+patterning.">A modified microstamping technique enhances polylysine transfer and neuronal cell patterning.</a> Biomaterials. 24, 2863-2870 (2003).</li><li>Lange, S., Benes, V., Kern, D., Horber, J., Bernard, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microcontact+printing+of+DNA+molecules.">Microcontact printing of DNA molecules.</a> Analytical Chemistry. , 1641-1647 (2004).</li><li>Xia, Y., Mrksich, M., Kim, E., Whitesides, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microcontact+printing+of+octadecylsiloxane+on+the+surface+of+silicon+dioxide+and+its+application+in+microfabrication.">Microcontact printing of octadecylsiloxane on the surface of silicon dioxide and its application in microfabrication.</a> J. Am. Chem. Soc. , 9576-9577 (1995).</li><li>Mrksich, M., Dike, L., Tien, J., Ingber, D., Whitesides, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+microcontact+printing+to+pattern+the+attachment+of+mammalian+cells+to+self-assembled+monolayers+of+alkanethiolates+on+transparent+films+of+gold+and+silver.">Using microcontact printing to pattern the attachment of mammalian cells to self-assembled monolayers of alkanethiolates on transparent films of gold and silver.</a> Experimental Cell Research. , 305-313 (1997).</li><li>Prime, K. L., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption+of+proteins+onto+surfaces+containing+end-attached+oligo(ethylene+oxide)+-+a+model+system+using+self-assembled+monolayers.">Adsorption of proteins onto surfaces containing end-attached oligo(ethylene oxide) - a model system using self-assembled monolayers.</a> J. Am. Chem. Soc. 115, 10714-10721 (1993).</li><li>Raghavan, S., Desai, R., Kwon, Y., Mrksich, M., Chen, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micropatterned+Dynamically+Adhesive+Substrates+for+Cell+Migration.">Micropatterned Dynamically Adhesive Substrates for Cell Migration.</a> Langmuir. , 17733-17738 (2010).</li><li>Rogers, J., Bao, Z., Baldwin, K., Dodabalapur, A., Crone, B., Raju, V. R., Kuck, V., Katz, H., Amundson, K., Ewing, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Paper-like+electronic+displays:+Large-area+rubber-stamped+plastic+sheets+of+electronics+and+microencapsulated+electrophoretic+inks.">Paper-like electronic displays: Large-area rubber-stamped plastic sheets of electronics and microencapsulated electrophoretic inks.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 98, 4835-4840 (2001).</li><li>Yanker, D., Maurer, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+printing+of+trichlorosilanes+on+glass+for+selective+protein+adsorption+and+cell+growth.">Direct printing of trichlorosilanes on glass for selective protein adsorption and cell growth.</a> Molecular Biosystems. 4, 502-504 (2008).</li><li>Johnson, D., Maurer, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recycling+and+reusing+patterned+self-assembled+monolayers+for+cell+culture.">Recycling and reusing patterned self-assembled monolayers for cell culture.</a> Chemical Communications. , 520-522 (2011).</li><li>Herne, T., Tarlov, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+DNA+probes+immobilized+on+gold+surfaces.">Characterization of DNA probes immobilized on gold surfaces.</a> J. Am. Chem. Soc. , 8916-8920 (1997).</li><li>Hanson, E., Schwartz, J., Nickel, B., Koch, N., Danisman, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bonding+self-assembled,+compact+organophosphonate+monolayers+to+the+native+oxide+surface+of+silicon.">Bonding self-assembled, compact organophosphonate monolayers to the native oxide surface of silicon.</a> J. Am. Chem. Soc. , 16074-16080 (2003).</li><li>Johannes, M., Cole, D., Clark, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atomic+force+microscope+based+nanofabrication+of+master+pattern+molds+for+use+in+soft+lithography.">Atomic force microscope based nanofabrication of master pattern molds for use in soft lithography.</a> Applied Physics Letters. , (2007).</li><li>Bessueille, F., Pla-Roca, M., Mills, C. A., Martinez, E., Samitier, J., Errachid, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Submerged+microcontact+printing+(S&#x03BC;CP):+An+unconventional+printing+technique+of+thiols+using+high+aspect+ratio,+elastomeric+stamps.">Submerged microcontact printing (S&#x03BC;CP): An unconventional printing technique of thiols using high aspect ratio, elastomeric stamps.</a> Langmuir. , 12060-12063 (2005).</li><li>Xia, Y., Whitesides, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extending+microcontact+printing+as+a+microlithographic+technique.">Extending microcontact printing as a microlithographic technique.</a> Langmuir. , 2059-2067 (1997).</li><li>Biasco, A., Pisignano, D., Krebs, B., Pompa, P. P., Persano, L., Cingolani, R., Rinaldi, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conformation+of+microcontact-printed+proteins+by+atomic+force+miroscopy+molecular+sizing.">Conformation of microcontact-printed proteins by atomic force miroscopy molecular sizing.</a> Langmuir. , 5154-5158 (2005).</li><li>Shen, K., Qi, J., Kam, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microcontact+printing+of+proteins+for+cell+biology.">Microcontact printing of proteins for cell biology.</a> J Vis Exp. (22), e1065-e1065 (2008).</li><li>Piner, R., Zhu, J., Xu, F., Hong, S., Mirkin, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term="Dip-pen"+nanolithography.">"Dip-pen" nanolithography.</a> Science. 283, 661-663 (1999).</li><li>Ryan, D., Parviz, B. A., Linder, V., Semetey, V., Sia, S. K., Su, J., Mrksich, M., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patterning+multiple+aligned+self-assembled+monolayers+using+light.">Patterning multiple aligned self-assembled monolayers using light.</a> Langmuir. , 9080-9088 (2004).</li></ol>

Eine Reihe von Fragen kann in die lithographische Herstellung des Masters für PDMS-Stempel-Erstellung verwendet entstehen. Unterbelichtung der Resist beschichteten Wafer Ergebnisse in verschwommen und undeutlich Muster und Überbelichtung der Resist beschichteten Wafer Ergebnisse in einer vergrößerten oder fehlende Funktionen. Im Allgemeinen sind die Meister mit großen Strukturgrößen (&gt; 10 um) relativ leicht zu Muster und entwickeln, während Meister mit kleineren bietet umfangreiche Optimierung der Photostrukt...

<table border="1"><tbody><tr><th> Name des Reagenzes </th><th> Firma </th><th> Katalog-Nummer </th><th> Kommentare (optional) </th></tr><tr><td> Silizium-Wafer </td><td> Wafer Reclaim Dienstleistungen </td><td></td><td> 2 Zoll </td></tr><tr><td> Spin Coater / Heizplatte </td><td> Brewer Science </td><td> Cee 200CB Spin-Bake-System </td><td></td></tr><tr><td> AZ9245 Fotolack </td><td> Mays Chemical Company </td><td> 105880034-1160 </td><td></td></tr><tr><td> Direct-schreiben Photolithographie-System </td><td> Microtech srl </td><td> LW325 LaserWriter-System </td><td></td></tr><tr><td> Mask Aligner </td><td> HTG </td><td> 3HR </td><td></td></tr><tr><td> AZ 400K Entwickler </td><td> Mays Chemical Company </td><td> 105880018-1160 </td><td></td></tr><tr><td> Sylgard 182 Silikon-Elastomer-Kit </td><td> Dow Corning </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 25 mm nicht. 1 Runde Deckgläser </td><td> VWR </td><td> 16004-310 </td><td></td></tr><tr><td> Plasma Oxidizer </td><td> Diener </td><td> Femto </td><td></td></tr><tr><td> Titanium Stücke Kamis </td><td> Incorporated </td><td></td><td> 99,95% reinem </td></tr><tr><td> Gold-Pellets </td><td> Kamis Incorporated </td><td></td><td> 99,999% reines </td></tr><tr><td> Elektronenstrahl-Verdampfer </td><td> Kurt J. Lesker </td><td> PVD 75 Thin Film Deposition System </td><td> mit Elektronenstrahl-Zubehör </td></tr><tr><td> Hexadecanthiol </td><td> Alfa Aesar </td><td> A11362 </td><td></td></tr><tr><td> 1-mercaptoundec-11-yl) Tetra (Ethylenglykol) </td><td> Sigma Aldrich </td><td> 674508 </td><td></td></tr><tr><td> Ethanol </td><td> Pharmco-aaper </td><td> 111000200 </td><td> 200 Proof, absolute </td></tr><tr><td> Parafilm </td><td> VWR </td><td> 52858-000 </td><td></td></tr><tr><td> DPBS </td><td> VWR </td><td> 4500-434 </td><td> Ohne Kalzium und Magnesium </td></tr><tr><td> Maus Laminin I </td><td> VWR </td><td> 95036-762 </td><td></td></tr><tr><td> Humanem Plasma Fibronectin </td><td> Invitrogen </td><td> 33016-015 </td><td></td></tr><tr><td> AlexaFluor ® 647 Carbonsäure, Succinimidylester </td><td> Invitrogen </td><td> A-20006 </td><td></td></tr><tr><td> MitoTracker Red 580 </td><td> Invitrogen </td><td> M22425 </td><td></td></tr><tr><td> AlexaFluor ® 350 Carbonsäure, Succinimidylester </td><td> Invitrogen </td><td> A-10168 </td><td></td></tr><tr><td> Anti-Laminin-Antikörper </td><td> Fisher Scientific </td><td> AB2034MI </td><td></td></tr></tbody></table>

creating two-dimensional patterned substrates for protein and cell confinement

Mikrokontaktdruck bietet eine schnelle, reproduzierbare Methode für die Schaffung von gut definierten Muster Substraten. 1 Während Mikrokontaktdrucken kann zur direkten Drucken einer großen Anzahl von Molekülen, einschließlich Proteinen, 2 DNA, 3 und Silane, 4 die Bildung von Selbst zu sein Monoschichten (SAMs) aus langkettigen Alkan Thiolen auf Gold bietet eine einfache Möglichkeit, um Proteine ​​und Zellen in bestimmten Mustern mit Klebstoff und beständig Regionen beschränken. Diese Beschränkung kann zur Zellmorphologie zu kontrollieren und ist nützlich für die Prüfung einer Vielzahl von Fragen in Protein-und Zellbiologie. Hier beschreiben wir ein allgemeines Verfahren für die Schaffung von gut definierten Protein-Muster für die zelluläre Studien 5 Dieser Prozess umfasst drei Schritte:. Die Herstellung eines gemusterten Master mittels Photolithographie, die Schaffung eines PDMS-Stempel und Mikrokontaktdrucken einer Gold- beschichteten Substrat. Sobald gemustert, sind diese Zellkultursubstraten der Lage beschränken Proteine ​​und / oder Zellen (primäre Zellen oder Zelllinien), um das Muster. Der Einsatz von selbstorganisierten Monoschicht Chemie ermöglicht eine präzise Kontrolle über die strukturierte Protein / zelladhäsive Regionen und nicht klebend Regionen, dies kann nicht erreicht werden durch direkte Protein Stanzen werden. Hexadecanthiol, die lange Kette Alkanthiol in der Mikrokontaktdrucken Schritt verwendet, erzeugt eine hydrophobe Oberfläche, die leicht adsorbiert Protein aus der Lösung. Der Glykol-terminierten Thiol, zur Verfüllung der nicht bedruckten Bereichen des Substrats verwendet, schafft eine Monoschicht, die resistent gegen Proteinadsorption und damit das Zellwachstum ist. 6 Diese Thiol Monomere produzieren stark strukturierten Monolagen, die genau definieren Bereiche des Substrats, die unterstützen können Proteinadsorption und Zellwachstum. Als Ergebnis werden diese Substrate für eine Vielzahl von Anwendungen nützlich aus dem Studium der interzellulären Verhalten 7 zur Erstellung der Mikroelektronik. 8 Obgleich auch andere Arten von Mono-Chemie für Zellkultur-Studien, darunter Arbeiten aus unserer Gruppe mit Trichlorsilanen um Muster direkt auf Glassubstraten erstellen verwendet wurden, sind 9 gemusterten Monoschichten aus Alkan Thiolen auf Gold gebildet geradlinig, sich vorzubereiten. Darüber hinaus sind die Monomere für Monoschicht Präparation im Handel erhältlich, stabil und erfordern keine Lagerung oder Handhabung unter einer inerten Atmosphäre. Gemusterte Substrate aus Alkanthiole vorbereitet können auch recycelt und mehrfach wiederverwendet werden, die Aufrechterhaltung Zelle Gefangenschaft. 10

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Creating Two-Dimensional Patterned Substrates for Protein and Cell Confinement

Selbstorganisierte Monoschichten (SAMs) aus langkettigen Alkan Thiolen auf Gold gebildet ist gut definierten Substraten für die Bildung von Protein-Muster-und Zell-Entbindung. Mikrokontaktdruck von Hexadecanthiol mit einem Polydimethylsiloxan (PDMS)-Stempel durch Verfüllung mit folgten einem Glykol-terminierte Alkanthiol Monomer erzeugt ein Muster, bei dem Protein und Zellen adsorbieren nur den Stempel Hexadecanthiol Region.

Erstellen Zweidimensionale Patterned Substrate für Protein-und Zell-Confinement

Microcontact printing provides a rapid, highly reproducible method for the creation of well-defined patterned substrates.1  While microcontact printing ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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